[发明专利]一种再结晶法制备铅卤钙钛矿纳米线的方法

说明书

本发明为一种再结晶法制备铅卤钙钛矿纳米线方法，该方法通过在一步法制备APbI₃钙钛矿的旋涂过程中滴加不良溶剂以及极性非质子溶剂制备APbI₃钛矿纳米线。本发明提供的制备方法具有简单易操作，节省反应时间等优势。本发明通过一步法制备的一维钙钛矿纳米晶薄膜长度均匀，覆盖度好，能为光探测器、激光器提供一种备选材料。钙钛矿纳米线相对于体钙钛矿而言，有更好的光传导能力，能用于光传导器以及激光器等器件。

技术领域

本发明属于光电薄膜领域，涉及一种再结晶法制备铅卤钙钛矿纳米线方法。

背景技术

有机无机杂化钙钛矿材料AMX₃具有载流子迁移率高，激子束缚能低，吸收光谱宽且带隙可调节等优点，广泛应用于太阳能电池、发光二极管、激光器和光探测器等电子设备中。钙钛矿的维度和形貌对其物理和化学性能有很大的影响，有效的控制钙钛矿的结晶形态不仅有利于钙钛矿材料的基础性研究，并且可以开拓钙钛矿材料的实际应用领域。有文献报道，钙钛矿的其他结晶形态如钙钛矿量子点，一维钙钛矿纳米线以及二维钙钛矿纳米片的某些光电性能比传统的三维体钙钛矿更加优异，掀起了研究的热潮。

相比于立方体钙钛矿而言，一维钙钛矿纳米线由于其独特的结构特点，有着优异的光传导性能，这使得钙钛矿材料能运用于光探测器。除此之外，它的横向导电性好，并且载流子分离能力也优于三维体钙钛矿，用于钙钛矿太阳能电池中不仅可以提高钙钛矿与空穴传输层的空穴注射率，还能减少电池的磁滞现象。一维钙钛矿良好的光电性能使得它在光探测器、激光发射器、发光二极管等电子设备上具有良好的应用潜能。

目前用溶液法制备的钙钛矿多为体钙钛矿，表明在传统的制备钙钛矿过程中，钙钛矿颗粒的结晶取向更加趋向于各项异性，而制备出一维纳米线具备一定难度。文献Horváth E,Spina M,Szekrényes Z,et al.Nanowires ofmethylammonium lead iodide(CH₃NH₃PbI₃)preparedby low temperature solution-mediated crystallization[J].Nano letters,2014,14(12):6761-6766.中报导，采用在双玻璃片中滴加钙钛矿溶液的方法能制备出一维的钙钛矿纳米线，但这种方法操作困难需要很好的技巧并且不是单纯的一维纳米线还夹杂着部分体钙钛矿；另外文献Zhu P,Gu S,Shen X,et al.DirectConversion ofPerovskite Thin Films into Nanowires with Kinetic Control forFlexible Optoelectronic Devices[J].Nano letters,2016,16(2):871-876.报导使用两步法制备一维钙钛矿，但是两步法操作复杂且过程繁琐。因此寻找一种制备过程简单，可重复性高的制备一维钙钛矿的方法迫在眉睫。

发明内容

本发明目的在于提供一种制备过程简单、可重复性高、均匀致密且性能优良的铅卤钙钛矿纳米线的制备方法。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种再结晶法制备铅卤钙钛矿纳米线方法，

为：通过在一步法制备APbI₃钙钛矿的旋涂过程中滴加不良溶剂以及极性非质子溶剂制备APbI₃钛矿纳米线。

包括如下步骤：

步骤1；依次用洗洁精，自来水，去离子水，乙醇超声清洗基底10-30min；吹干后置于UV-O₃中处理10-15min；

步骤2；在表面清洗干净的基底上滴加APbI₃钙钛矿前驱体溶液；

步骤3；在旋涂涂膜过程中滴加不良溶剂以及极性非质子溶剂混合溶剂制备钙钛矿薄膜；